PCI Express（PCIe）是一种基于高速串行计算机扩展总线标准，设计用来替代传统的PCI、PCI-X等并行总线标准。PCI Express总线广泛用于计算机系统内部互连，支持多种设备，包括显卡、声卡、网络卡、存储设备等。在PCI Express技术中，死锁（Deadlock）是一个非常关键的问题，它是指多个代理（Agent）在执行任务过程中相互等待，导致系统资源无法被进一步使用，从而造成整个系统的停滞。
在文章《Deadlock Avoidance in PCI Express Based Systems》中，作者Isaac Livny讨论了PCI Express架构中的死锁问题，以及如何避免这些死锁。LSI公司的应用工程师Isaac Livny在其文章中强调了死锁避免对于任何总线架构都是至关重要的。
文章中首先提到了总线架构中的死锁问题。死锁通常发生在多个代理相互依赖于彼此的响应或者共同资源时。在这种情况下，一个代理对资源的访问无法完成，直到其他代理完成了对同一资源的访问。传统的PCI总线使用了后退（Disconnect）和重试（Retry）等机制来应对死锁问题。但PCI Express采用了分割事务协议（split transaction protocols）来替代重试和断开连接的终止方案，这虽然提高了性能，但也增加了协议的复杂性，从而可能导致更多的死锁风险。
作者列举了PCI Express架构中可能出现死锁的几个不同级别：
1. 共享资源级别的死锁，例如ASPML1重新进入延迟问题。
2. 根复杂器（RC）/芯片集级别的死锁，如PME围栏机制（PME fence mechanism）挂起问题。
3. 设备级别的死锁，涉及终端代理（EP）或根复杂器（RC）。例如，不合规的NAK响应和CLKREQ#准备就绪问题。
4. PCIe链路级别的死锁，如信用泄露（Credit Leakage）问题。
文章详细讨论了PCI Express系统中死锁的原因及其对系统性能的影响。Isaac Livny提出了一些死锁避免的策略和最佳实践，并结合了实际的实例来说明死锁是如何在各个级别发生的。文章还强调了死锁避免对PCI Express系统设计和部署的重要性，确保系统在高并发环境下能够高效而稳定地运行。
从PCI Express系统设计的角度来看，了解并预防死锁对于确保系统的可靠性、扩展性和性能至关重要。这是因为死锁不仅会导致单个组件或子系统的性能下降，而且还可能影响整个系统的运行。在设计PCI Express设备和系统时，开发者和工程师必须深入理解总线协议，并在软硬件设计中实施相应的机制以预防死锁的发生。
因此，对于从事PCI Express系统开发的工程师和架构师而言，这篇文章提供了宝贵的信息和策略，帮助他们在设计阶段就考虑到死锁的潜在风险，并采取预防措施。这是确保设计的系统能够在各种运行条件下保持高性能和稳定运行的关键。
